路基变形与控制标准

路基变形与控制标准路基变形与控制标准路基变形与控制标准有碴轨道板式轨道在日本铁路使用的主要轨道结构新干线铁路山陽新幹線553.7km（新大阪～岡山,1972年）（岡山～博多,1975年）東海道新幹線515.4km（東京～新大阪,1964年）東北新幹線496.5km（大宮～盛岡,1982年）（上野～大宮,1985年）（東京～上野,1991年）（東京～八戸,2002年）北陸新幹線117.4km（高崎～長野,1997年）上越新幹線269.5km（大宮～新潟,1982年）秋田新幹線*127.3km（盛岡～秋田,1997年）山形新幹線*87.1km（福島～山形,1992年）*在来線の標準軌化秋田盛岡仙台福島大宮東京上野新潟長野山形高崎名古屋広島岡山新大阪八代西鹿児島金沢石動富山糸魚川青森敦賀熊本長崎八戸営業中路線：2,180km整備新幹線（3線4区間630km）東北（八戸～青森）北陸（長野～富山）北陸（石動～金沢）九州（博多～新八代）整備新幹線（未着工1,170km）基本計画線（12線約3,510km）博多上越○以土层、岩石等为材料构筑的结构体以及及其相邻的小结构体的总称。○路基、路堤、路堑、加强土、排水结构、坡面防护结构以及与此类似的结构。土结构体的概要挖方路堤路基路床坡顶截水沟坡面排水沟线路侧沟线路侧沟排水层坡顶层厚管理材料坡面排水沟护坡道坡面坡底坡顶坡面坡底护坡道原地基上部路堤下部路堤原地基面排水层坡底排水沟○土结构区间较多○第一条高速铁路

①路堤设计的考虑方法

•防止冒泥

•减少向道床道碴路基的贯入

•减少路堤的压缩沉降

•减小列车通过时的动态沉降②路堤施工管理

固实设备、铺设厚度、限制碾压次数

•K75值＞30MN/m3

(压缩沉降、动态沉降)

•CBR值＞10％（防止冒泥、防止道碴的贯入）

•当路堤材料为粘性土时：液性限界L.L<50％

当无法满足上述条件时：在表面施工底层道碴新干线铁路建设采用的技术标准

－东海道新干线（1964年开业）－○东海道新干线开业当初：发生冒泥、路堤沉降、坡面坍塌。○将使用优良材料进行优质施工作为土建施工的基本方针。○制定了“新干线土建标准示方书”（日本国有铁道编著）

①路基

•不发生路基冒泥的土质

•固实程度：最大干燥密度的90％以上②路堤

•限制材料

•路堤的固实管理

固实度（90％以上）或圆锥支撑力（500kN/m²以上）

•桥台连接处：规定材料，碎石系，砂系新干线铁路建设采用的技术标准

－山阳新干线（1972年开业）－○采用了“建造物设计标准解说（土结构体）”（1978年制定）○分类为普通铁路和新干线结构（路堤形状、路基结构）①路基：采用强化路基：分散列车荷载，防止雨水的浸透②路堤

•分成上部路堤（距上面3m的范围）和下部路堤

•材料：群分类的调整

•固实的程度：上部路堤K30≥

110MN/m³

下部路堤K30≥

70MN/m³•层厚管理材料、排水层的设置•规定了路堤的支撑地基条件•路堤及结构体的连接部分（过渡段）材料：级配碎石，固实程度K30≥

150MN/m³新干线铁路建设采用的技术标准

－东北•上越新干线（1982年开业）－○采用了“铁路结构体等设计标准、该解说土结构体”

（1992年制定）•强化路基的经济化•加强路堤的采用○采用土结构体上的板式轨道•编制“板式轨道用路基结构设计、施工手册（案）”•向“铁路结构体等设计标准、该解说省力化轨道用土结构体”（1999年制定）反映混凝土路基的采用路堤材料、施工管理路床条件，路堤支撑地基条件

•也对九州新干线、东北新干线（盛冈以北）采用新干线铁路建设采用的技术标准

－东北•上越新干线（1997年开业）－比有道床轨道更加严格规定混凝土路基轨道板混凝土基础路基沉降等的限制值

半正弦波形的路基挠曲δ

平行移动θ折角θθ假设跨距Ｌ(m)错位δδδθ混凝土路基结构轨道结构体路床（路堤）填充层钢筋混凝土板透层级配碎石层轨道结构体混凝土路基路床（路堑•平地）排水层混凝土路基(a)路堤(b)路堑•平地A形轨枕板CA砂浆钢筋混凝土板简易铺装级配碎石层混凝土路基的截面形状线路区分支撑荷载的路基宽度：B(m)标准厚度（m）钢筋混凝土板标准轨3.20t1=0.30窄轨*2.60t1=0.30级配碎石层标准轨－t2=0.15窄轨＊－t2=0.15*窄轨的轨距为1067mm（钢筋混凝土板）（级配碎石层）标准轨的轨距为1435mm钢筋混凝土板的标准截面标准轨区分上侧钢筋直径的种类路堤部分D19路堑、平地部分D16桥台、隧道连接部分D16箱涵上部D22上侧钢筋下侧钢筋单位讨论模型（线路方向）钢轨、轨枕板、钢筋混凝土板为弹性梁钢轨扣件、CA砂浆作为线形弹簧，对此换算成为有限间隔的假设部件路床为全面支撑的线形弹簧讨论模型（线路直角方向）1．轨枕板、钢筋混凝土板为弹性量2．CA砂浆作为线形弹簧，换算成为有限间隔的假设部件3．路床为全面支撑的线形弹簧4．列车荷载通过扣件作为分布荷载作用5．对于线路方向的有效宽度，根据在线路方向的讨论中求得的CA砂浆的假设部件的轴力分布设定在端部发生沉降时在中间部分发生沉降时路堤部分残余沉降的考虑方法混凝土路基的长度•一般部分最大长度：60m•桥梁等的连接部分

综合考虑经济性及施工性等•隧道洞口部分及桥台间

最小长度：10m小于该长度时隧道：仰拱砼的长度桥台间：桥台的回填采用混凝土滑杆和结合结构●混凝土路基相互连接部分滑杆：顺利传递剪切力，防止发生错位结合结构：防止雨水等的浸透（防水橡胶等）滑杆结合结构接缝材料树脂发泡体固定侧沥青材料二次涂付盖子φ32用活动侧防水橡胶（氯丁系橡胶）环氧树脂系粘接剂（脂状）接缝材料t=20mm(树脂发泡接缝材料)滑杆路基混凝土的钢筋组装状态混凝土灌注状况混凝土灌注后的养生状况混凝土路基完成混凝土路基及桥梁的连接部分钢筋混凝土板级配碎石层橡胶支承桥梁桥台过渡段混凝土路基及隧道的连接部分钢筋混凝土板路基混凝土橡胶支承仰拱砼级配碎石层支撑梁混凝土施工管理截面位置b为轨枕板宽度或枕木长度B为支撑荷载的路基宽度t2

为级配碎石层的标准层厚级配碎石层试验截面钢筋混凝土板试验截面约50m级配碎石试验截面钢筋混凝土板试验截面3m轮廓仪测线伸缩接缝伸缩接缝施工管理截面（复线）

为钢筋混凝土板的平坦性施工管理位置为钢筋混凝土板的层厚施工管理位置为级配碎石的层厚及固实程度的施工管理位置b为轨枕板宽度或枕木长度B为支撑荷载的路基宽度t2

为级配碎石层的标准层厚○路堤的形状路堤高度、施工基面宽度、坡面坡度○路堤的支撑地基○路堤材料○固实程度路堤路堤截面1:1.81:1.8粒調砕石Ｒ.ＬＦ.Ｌ３％３％３％400ａ

以上ｂ

以上ｃ

以上a:轨道中心间隔b:施工基面宽度c:至各限界的距离d:余量宽度ｄ３％３％通信電力轨道中心车辆限界（风压限界）路堤的标准坡面坡度3%3％1:1.81:1.81:2.01:2.31.5m6.0m6.0m3.0mH≦6m6＜H≦12m12＜H≦18m层厚管理材料和路堤加强材料的配置○层厚管理材料的目的•效果•铺设厚度的管理•有利于路堤坡面的稳定•固实设备可以在路堤坡顶附近行走•对路堤总体能够均匀、充分地固实•防止因降雨等造成坡面坍塌路堤加强材料（土层稳定纤维材料）层厚管理材料上部路堤下部路堤路堤的支撑地基0.5以上一般区段4,300RL5%5%5%0.30cm2.00mL排水垫层土工隔栅等顶部路堤h＝3.0m层厚管理材料路堤宽度路堤地基段・深度相当于路堤宽的两倍L21・≧l过滤材料（无纺布等）注明）上图为路堤的尾槽，左侧在用地范围内，右侧则为用地范围之外。路堤的沉降实例沉降量(mm)过去期间路堤的支撑地基条件基岩无条件洪积层砾质土无条件砂质土N值≧20粘性土N值≧4冲积层砾质土N值≧20砂质土N值≧20确认有无液状化的可能性粘性土N值≧4确认路堤荷载已被充分压实，下沉或稳定方面无隐患<桩－网工艺><搅拌混合工艺>采用支撑桩方式的地基改良工艺<施工设备><搅拌状况>采用全层改良方式的地基改良工艺缩短放置期间时，应通过测量等确认没有发生沉降问题。路堤的放置期间对路堤材料要求的条件作为对应板式轨道的路堤材料，为了保持健全的轨道状态，要求：○对于列车荷载、地震、降雨等具备稳定性○压缩性小○对列车荷载保证适度的弹性（上部路堤）等群记号土壤的分类记号〔A群〕

（G）（G-S）（GS）（G-F）（G-FS）（GS-F）（S）（S-G）（SG）（S-F）（S-FG）（SG-F）

硬岩石渣〔B群〕

（G-F）（G-FS）（GS-F）（GF）（GF-S）（GFS）（S）（S-G）（SG）（S-F）（S-FG）（SG-F）（SF）（SF-G）（SFG）软岩石渣脆弱岩石渣〔C群〕

（GF）（GF-S）（GFS）（SF）（SF-G）（SFG）（ML）（CL）〔D1群〕

（MH）（CH）脆弱岩石渣〔D2群〕

（SF）（SF-G）（SFG）（OL）（OH）（OV）（Pt）（Mk）〔V群〕

（VH）（VH1）（VH2）其他

人工材料（Wa）（I）路堤材料的群分类各群材料的性质

〔A群〕材料・可确保K30值≧110MN/m3・（自重）固结沉降、（重复负荷）剩余沉降及弹性位移量极小且优质・最适合路堤・材料优质，压实不充分也可以确保K30值≧110MN/m3，但可能会造成压实不均匀・压实不充分，可能会加大列车重复负荷带来的塑性沉降各群材料的性质〔B群〕材料・可确保K30值≧70MN/m3・（自重）固结沉降不会长时间持续・因材实施稳定处理工艺，可确保K30值≧110MN/m3・材料施工性能良好，适于路堤各群材料的性质〔C群〕材料・含有有机物或火山灰质细粒土的砾岩及细粒土・低液限土・施工管理严格，可确保K30值≧70MN/m3・因材实施稳定处理工艺，可确保K30值≧110MN/m3・压缩性等方面，逊于〔B群〕各群材料的性质〔D1群，D2群〕材料・压缩性高，施工性能差・用于路堤时，须相应处理〔V群〕材料・反复搅拌后变软，强度明显下降・施工效率低于其他土壤・容易产生喷泥，一般不适合作路堤材料可使用的路堤材料上部路堤可使用的材料下部路堤可使用的材料〔A群〕稳定处理的〔B群〕（只限于细粒少的材料）产业副产品的再生资源等〔A群〕稳定处理的〔B群〕（只限于细粒少的材料）产业副产品的再生资源等○一般性工艺：水泥稳定处理，石灰稳定处理，土工织布○注意事项①施工费用材料费，施工费，临时搭建费对比不进行稳定处理时，路堤材料采购费及土壤投弃费等增加费用②环境条件对投弃剩土的场所进行规定，确保搬运道路；注意高碱水泥或石灰对周边环境的影响③施工材料搬入条件，施工设备的处理能力，临时搭建的天数④施工条件土质条件与施工数量路堤材料的稳定处理路堤材料的稳定化处理

－预混合方式－路堤材料的稳定化处理

－现场混合方式－其他材料○塑料泡沫○气泡砂浆等○煤灰（粉煤灰）○混凝土砾石・级配碎石（RM材）及未筛分碎石（RC材）等・比天然砾石更容易破碎・适用于列车荷重导致沉降的施工基面1m以深处・土壤环境①保证稳定•减少土层的间隙率•降低透水性•减少因水的浸入而发生软化、膨胀•保证支撑自重、列车荷载等的必要强度②减少沉降•减少对列车行驶造成不良影响的路堤自身的压缩沉降③保证刚性•保证支撑列车荷载的路基所要求的刚性○上部路堤：满足①，②，③○下部路堤：满足①，②路堤固实的意义路堤压实度的管理方法①保证稳定②减少沉降③保证刚性○密度干燥密度的测定：土壤密度试验（RI･换砂･灌砂等方法）压实度比率（干燥密度／最大干燥密度）○K值通过道路平板载荷试验方法算出K30值

通过FWD试验・小型FWD试验算出K值（KFWD，KPFWD值）密度K值固实的程度和管理方法使用试验路堤，当固实密度比为90％左右、确认了K30值为150MN/m³以上时。密度（固实密度比）K30值平均值95％以上（下限值92％）平均值110MN/m³以上（下限值70MN/m³以上）上部路堤下部路堤对于碎石，平均值90％以上（下限值87％）对于砂，平均值95％以上（下限值92％）管理方法使用RI进行土密度试验使用灌砂法进行土密度试验使用砂置换法进行土密度试验道路的平板载荷试验FWD试验平均值90％以上（下限值87％）平均值150MN/m3以上（下限值110MN/m3以上）道路的平板载荷试验小型FWD

（PortableFallingWeightDeflectometer）KPFWD＝（PDIS/DIS）･（Dφ/D30）PDIS：位移在DIS时的荷载应力DIS：用小型FWD载荷板直径φ算出K值

的位移1.25×Dφ/D30（mm）1.25：用直径30cm载荷板算出K值的位移Dφ

：小型FWD载荷板直径（cm）D30

：平板载荷用载荷板直径（30cm）通过小型FWD算出K值K30值及KPFWD值γ・K30＝KPFWD砾质土：γ＝2砂质土：γ＝1.5粘性土：γ＝1粘性土砂质土砾质土○为路堤建设，健全施工标准・选择质量良好的路堤材料・切实的施工标准・小心施工路堤试验・目的●用不适当的设备在高含水量土壤上强行施工

过度碾压（overcompaction）

土壤内部切断破坏，平滑剥落，侧向流动（碾压力度过大，碾压次数过多）●良好路堤材料压实不充分

发生沉降（空隙多）不稳定（降雨引起结合粗粒土的细土的流失）

路堤试验・目的路堤施工的作业标准

－路堤试验施工前规定的标准－

1）取土场所的挖掘方法：围岩，围岩的稳定处理，含水量2）施工设备的选择及安装选择适合路堤材料的压实设备3）适合的含水量范围：最佳含水量附近路堤施工的作业标准

－根据路堤试验施工规定的标准－1）摊铺方式及每层摊铺厚度2）压实次数与压实速度：碾压次数，碾压速度3）路堤材料稳定处理的施工方法：添加率，施工方法的确认4）施工管理试验的方法：试验器具，使用方法，试验人员及能力5）层厚管理材料的摊铺方法：施工方法，施工设备的边坡运行路堤试验例路堤的施工管理位置路堤的施工管理位置路堤及其